BAB II

7/17/2019 BAB II

http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-568c494862bea 1/24

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1Pengertian Hidrologi

Hidrologi adalah ilmu yang berkaitan dengan air di bumi, baik mengenai terjadinya,

peredarannya, penyebarannya, sifat-sifatnya, dan hubungan dengan lingkungannya

terutama dengan makhluk hidup (Bambang Triatmodjo, 2010)

!anfaat hidrologi digunakan untuk memperkirakan besarnya banjir yang ditimbulkan

oleh hujan deras, sehingga dapat diren"anakan bangunan-bangunan untuk

mengendalikannya seperti tanggul banjir, saluran drainase, dan gorong-gorong

#lmu hidrologi lebih banyak didasarkan pada pengetahuan empiris daripada teoritis

karena banyaknya pengaruh pada kondisi hidrologi di suatu daerah, seperti kondisi

klimatologi dan kondisi lahan untuk daerah aliran sungai ($%&)

2.2 Siklus Hidrologi

'roses siklus hidrologi dibumi berlangsung terus menerus yang membuat air menjadi

sumberdaya alam yang dapat di perbaharui, maka se"ara umum jumlah air di bumi

dapat dikatakan sama alaupun manusia, binatang dan tumbuh-tumbuhan banyak

menggunakan air untuk kebutuhan hidupnya umlah air dibumi sangaat banyak baik

dalam bentuk "air, uap maupun es umlah air seakan terlihat semakin banyak karena

belakangan ini ini es dikutub utara dan kutub selatan mengalami pen"aira yang terus

menerus akibat pemanasan global

&iklus hidrologi adalah proses transportasi air se"ara kontinyu dari laut ke atmosfer da

dari atmosfer ke permukaan tanah yang akhirnya kembali kepermukaan laut *ambar

11 menunjukan siklus hidrologi, sedangkan *ambar 21 adalah skema siklus hidrologi

$alam *%mbar 22 ditunjukan pula komponen-komponen dari siklus hidrilogi

7/17/2019 BAB II


+era"a air tahunan diberikan dslsm nilai relstif terhadap hujan yang jatuh di darat

(100) %ir dipermukaan tanah, sungai, danau dan laut menguap keudara ap air

tersebt bergerak dan naik ke atmosfer, yang kemudin mengalamin kondensasi dan

berubah menjadi titik-titik air yang berbentuk aan &elanjutnya titik-titik air tersebut

jatuh sebagai hujan kepermukaan laut dan daratan Hujan yang jatuh sebagian tertahan

oleh tumbuh-tumbuhan dan selebihnya sampai kepermukaan tanah &ebagian air hujan

yang sampai ke permukan tanah akan meresap ke dalam tanah (infiltrasi) dan sebagian

mengalir ke atas permukaan tanah (aliran permukaan atau surface runoff ) mengisi

"ekungan tanah, danau, dan masuk ke sungai dan akhirnyamengalir ke laut %ir yang

meresap kedalam tanah sebagian mengalir di dalam tanah mengisi air tanah yangkemudian keluar sebagi mata air atau mengalir ke sungai %khirnya aliran air di sungai

akan sampai ke laut 'roses tersebut berlangsung terus menerus yang disebut dengan

siklus hidrologi

7/17/2019 BAB II


Ga!ar 2.1 Siklus Hidrologi

Ga!ar 2.2 skea siklus "idrologi

umlah air yang ada di bumi dan yang berada dalam berbagai proses dalam siklus

hidrologidi berikan dalam table 21 Table tersebut menunjukan baha jumlah air di bumi adalah 1,./ milyar km3 air di atmosfer yang merupakan sumber air permukaan

7/17/2019 BAB II


hanya berjumlah 1200 km3 atau kurang dari 1100000 dari seluruh air dibumi $ari

jumlah air taar sebesar .3 juta km3 , dua pertiganya adalah dalam bentuk es dikutub

dan sisanya sebagian besar berupa air tanah pada kedalaman 200 sampai 00 m hanya

0,00 berupa air taar di sungai

umlah air permukaan dan air atmosfer pada suatu aktu relati4e ke"il, tetapi karena

proses pembentukannnya terjadi se"ara terus menerussesui dengan siklus hidrologi,

maka jumlahnya pada satu tahun "ukup besar +era"a air tahunan global ditunjukan

dalam table 21 dalam table tersebut beberapa parameter yang ditinjau dinyatakan

dalam km3 /tahun dan mmtahun $imensi dalam mmtahun diperoleh dengan membagi

parameter dalam km3 /tahun dengan luas, yang menunjukan kedalaman parameter merata

pada seluruh luasan

Ta!el 2.1. #erkiraan $ula" air di dunia

7/17/2019 BAB II


2.% Daera" Aliran Sungai &DAS'

$aerah aliran sungai ($%&) adalah daerah yang dibatasi oleh punggung-punggung

gunungpegunungan dimana air hujan yang jatuh di daerah tersebut akan mengalir

menuju sungai utama pada satu titik stasiun yang ditinjau $%& ditentukan dengan

menggunakan peta topografi yang dilengkapi dengan garis-garis kontur Hal tersebut

dapat di gunakan peta topografi skala 1530000, yang dapat diperoleh dari $irektorat

*eologi, $inas Topografi %ngkatan $arat atau instansi lainya *aris-garis kontur

dipelajari untuk menentukan arah dari limpasan permukaan 6impasan berasal dari titik-

titik tertinggi dan bergerak menujutitik-titik yang lebih rendah dalam arah tegal lurus

dengan garis-garis kontur $aerah yang dibatasi oleh garis sungai yang menghubungkan

titik-titik tertinggi tersebut adalah $%& *ambar 2. menunjukan "ontoh bentuk $%&

$alam gambar tersebu ditunjukan pula penampang pada keliling $%& *aris yang

mengelilingi $%& tersebut merupakan titik-titik tertinggi %ir hujan yang jatuh di dalam

$%& akan mengalir menuju sungai utama yang ditinjau,sedangkan yang jauh di luar

$%& akan mengalir ke sungai lain di sebelahnya

7/17/2019 BAB II


6uas $%& di perkirakan dengan mengukur daerah itu pada peta topografi 6uas $%&

sangat berpengaruh terhadap debit sungai 'ada umumnya semakin besar $%& semakin

besar jumlah limpasan permukaan sehingga semakin besar pula aliran permukaan atau

debit sungai

Ga!ar 2.% Ga!ar DAS

2.( Analisa )rekuensi

$alam melakukan analisa hidrologi sering dihadapkan pada kejadian-kejadian ekstrim

seperti banjir dan kekeringan Banjir mempengaruhi bangunan-bangunan air seperti

bendung, bendungan, tanggul, jembatan, gorong-gorong, dsb Bangunan tersebut harus

diren"anakan dan diperhitungan untuk dapat meleatkan debit banjir makimum yang

mungkin terjadi &elain itu, tidak hanya keamanan bangunan tersebut yang diperhatikan,

tetapi juga kehidupan dan fasilitas yang berada di sekitarnya jika bangunan tersebut

runtuh &ebagai "ontoh, runtuhnya suatu bendung yang menampung jutaan meter kubik

air dapat berakibat ben"ana terhadap kehidupan yang berada sebelah hilir bendung7leh 8arena itu bendung hars diren"anakan untuk dapat menahan debit banjir yang

7/17/2019 BAB II


sangat besar 'enduduk dan harta benda yang berada di hilirnya harus benar-benar

terlindungi keselamatannya 9ontoh lain adalah jebolnya tanggul banjir yang dapat

mengakibatkan banjir dan genangan yang "ukup luas dan menimbulakn korban dan

kerugian bagi masyarakat di sekitar sungai 8erugian bias berupa korban jia, harta

benda, tergenangnya saah dan pemukiman, terputusnya jalur transpormasi,

terganggunya rasa aman, sampai kerugian yang ditimbulkan karena masyarakat tidak

bias melakukan akti4itas sehari-hari !asalah kekeringan banyak berkaitan dengan

ketersediaan air untuk berbagai kebutuhan, seperti air irigasi, air baku, pemeliharaan

sungai, dsb 'ada musim kemarau debit sungai ke"il, sehingga untuk bias memenuhi

berbagai kebutuhan perlu dilakukan analisa ketersediaaan air

Tujuan dari analisa frekuensi data hidrologi adalah men"ari hubungan antara besarnya

kejadian ekstrim terhadap frekuensi kejadian dengan menggunakan distribusi

probabilitas Besarnya kejadian ekstrim mempunyai hubungan terbalik dengan

probabilitas kejadian, misalnya frekuensi kejadian debit banjir besar adalah lebih ke"il

dibandingkan dengan frekuensi debit-debit sedang atau ke"il $engan analisa frekunsi

akan diperkirakan besarnya banjir dengan inter4al kejadian tertentu seperti 10 tahunan,

100 tahunan atau 1000 tahunan, dan juga berapakah frekunsi banjirdengan besar

tertentu yang mungkin terjadi selama satu periode aktu

$alam analisa frekuensihujan harian maksismum, kebenaran perhitungan yang dibuat

dari analisa data hujan harian maksimum sebenarnya tidak dapat dipastikan

kebenarannya se"ara absolute $alam analisa frekunsi terdapat persamaan distribusi

peluang untuk 4ariable a"ak 'ersamaan distribusi kontinyu yang sering di gunakan

dalam perhitungan hidrologi untuk perhitungan hujan harian maksimum adalah5

1 $istribusi +ormal

2 $istribusi 6og +ormal

. $istribusi 6og-'erson ###

: $istribusi *umbel

7/17/2019 BAB II


2.(.1 Distri!usi Noral

$istribusi normal adalah simestris terhadap sumbu 4erti"al dan berbentuk lon"eng yang

juga disebut distribusi *auss $istribusi normal mempunyai dua parameter yaitu rerata

; dan de4iasi standard < dari populasi $alam praktek, nilai rerata x

dan de4iasi standard

s di turunkan dari data sampel untuk munggatikan ; dan < =ungsi distribusi normal

mempunyai bentuk 5

P(X) =1

σ √ 2 π

e

−( X − μ )2

2σ 2

dengan:

P ( X ) = fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal)

π = 3,1

e = !,"1#!#

X = varia$el acak kontin%u

μ = rata&rata dari nilai X

σ = standar deviasi dari nilai X

Ta!el 2.2 Paraeter Statistik

NoDistri!usi Pers*aratan

1 +ormal ´ x± s

> /,2?

´ x±2 s > 3,::

9s≈

0

9k≈

.

2 6og +ormal 9s > [email protected]

9k > 94/@94@1394:@1942@.

. *umbel 9s > 1,1:

7/17/2019 BAB II


9k > 3,:

: 6og 'earson ### &elain dari nilai di atas

$engan A adalah 4ariable random dan p(X) adalah fungsi probabilitas kontinyu

%pabila 4ariable A ditulis dalam bentuk berikut 5

'= X − μ

σ

maka dari kedua persamaan tersebut menjadi5

P(X) =1

√ 2π e

−( z )2

2

dengan adalah satuan standard, yang terdistribusi normal dengan rerata nol dan de4iasi

standard satu

&ri Harto (1.) memberikan sifat-sifat distribusi normal, yaitu nilai koefisien

kemen"engan (skeness) sama dengan nol

( )0≈ s)

dan nilai koefisien kurtosis

.≈ s

)

&elain itu terdapat sifat-sifat distribusi frekuensi kumulatif berikut ini5

(( )( ) 1:,/:

30

/?,13

=+

=

=−

s x P

x P

s x P

8emungkinan 4ariat berada pada daerah

( s x −

dan

( s x +

adalah /,2? dan yang berada

antara

( ) s x 2−

dan

( ) s x 2+

adalah 3,::

2.(.2 Distri!usi Log Noral

7/17/2019 BAB II


$istribusi log normal digunakan apabila nilai-nilai dari 4ariable random tidak mengikuti

distribusi normal, tetapi nilai logaritmanya memenuhi distribusi normal $alam hal ini,

fungsi densitas probabilitas ('$=) diperoleh dengan melakukan transformasi, yang dalam

hal ini digunakan persamaan transformasi berikut5

y> ln

atau

y>log

parameter dari distribusi log normal adalah rerata dan de4iasi standar dari y yaitu Cy dan %

σ

$engan menggunakan persamaan transformasi tersebut maka5

P ( X )= 1

σ y √ 2π ×e

−( y− μ y)2

(2σ y2 )

=ungsi densitas kumulatif (*+ ) dapat diturunkan dengan integrasi dari fungsi densitas

probabilitas, yang menghasilkan5

F ( z )= 1

√ 2 π σ y×∫

−∞

y

e− ( y− μ y )

2

(2σ y2)dy

dengan F ( z ) adalah probabilitas kumulatif Hitungan distribusi log nomal dilakukan

dengan menggunakan tabel yang sama dengan distribusi normal &ri Harto (1.)

memberikan sifat-sifat distribusi log normal, berikut5

+ilai kemen"engan 5vv s ) ) ) .. +=

+ilai kortosis 5

.113 2:/

++++= vvvvk ) ) ) ) )

2.(.% Distri!usi Log Pearson III

7/17/2019 BAB II


'earson telah mengembangkan banyak model matematik fungsi distribusi utuk mempuat

persamaan empiris dari suatu distribusi +amun hanya distribusi log 'earson ### yang

banyak digunakan dalam hidrologi, terutama dalam analisa data maksimum Bentuk

distribusi log 'earson ### merupakan hasil transformasi dari distribusi 'earson ### dengan

transformasi 4ariat menjadi nilai log '$= dari distribusi log 'earson ### mempunyai

bentuk berikut5

P(x) = x

γ −1e− x/ β

βγ Γ (γ )

Derata dari distribusi gamma adalah βγ , 4arians adalah β ² γ , dan kemen"engan

adalah 2(γ

¿¿½ persamaan '$= mempunyai bentuk5

E(F) > ∫0

∞

xγ −1

e− xdx

Bentuk kumulatif dari distribusi log 'earson ### dengan nilai 4ariat A apabila digambarkan

pada kertas logaritmik akan membentuk persamaan garis lurus 'ersamaan tersebut

mempunyai bentuk 5

% = - .s% ȳ

dengan5

yT 5 nilai logaritmik dari dengan periode ulang T

ȳ 5 nilai rerata dari yi

sy 5 de4iasi standard dari yi

8T 5 faktor frekuensi yang merupakan fungsi dari probabilitas (atau periode ulang) dan

koefisien kemen"engannya 9sy

7/17/2019 BAB II


Ta!el 2.% Nilai + untuk Log Pearson III

Tahapan untuk menghitung hujan ran"angan maksimum dengan metode 0og&

Pearson ipe adalah sebagai berikut (&uarno, 135 1:2)5

1 Hujan harian maksimum diubah dalam bentuk logaritma

2 !enghitung harga logaritma rata-rata dengan rumus

. !enghitung harga simpangan baku dengan rumus 5

7/17/2019 BAB II


: !enghitung harga koefisien asimetri dengan rumus5

3 !enghitung logaritma hujan ran"angan dengan kala ulang tertentu dengan rumus5

!enghitung antilog AT untuk mendapatkan "urah hujan ran"angan dengan kala

ulang tertentu atau dengan memba"a grafik pengeplotan A T dengan peluang pada

kertas logaritma

2.(.( Distri!usi Gu!el

$istribusi gumbel banyak digunakan untuk analisis data maksimum, seperti untuk analisis

frekuensi banjir =ungsi densitas kumulatif mempunyai bentuk5

=() > e-e-y

$imana5

α

π

α

α

3??2,0

−=

=

−=

xu

s

u x %

$engan5

7/17/2019 BAB II


y5 faktor reduksi *umbel

u5 modus dari distribusi (titik dari densitas probabilitas maksimum)

s5 de4iasi standar

$istribusi *umbel mempunyai sifat baha koefisien skeness 94>1,1. dan koefisien

kurtosis 9k >3,:002 (&ri Harto, 1.)

$istribusi *umbel mempunyai sifat baha5

1 8oefisien skeness 5 9s > 1,1:

2 8oefisien kurtosis 5 "k > 3,:

%nalisa frekuensi dengan menggunakan metode *umbel juga sering di lakukan dengan

persamaan berikut ini

A >

x

@ 8s

$engan 8 adalah frekuensi faktor yang bias dihitung dengan persamaan berikut5

y > yn @ 8<n

dengan % adalah faktor reduksi *umbel, yn dan <n adalah niali rerata dan de4iasi standard

dari 4ariat *umbel yang nilainya tergantung dari jumlah data seperti diberiakn dalam table

di baah ini

2., E-a#otrans#irasi

G4apotranspirasi adalah keseluruhan jumlah air yang berasal dari permukaan tanah, air,

4egetasi yang diuapkan kembali ke atmosfer $engan kata lain, besarnya e4apotranspirasi

adalah jumlah antara e4aporasi (penguapan air tanah ke atmosfer melalui 4egetasi) $alam

praktek hitungan e4aporasi dan transpirasi dilakukan s"ara bersama-sama $alam hidrologi

dan irigasi e4apotranspirasi ini sangat penting Banyak metode yang telah dikembangkan

untuk memperkirakan besarnya e4apotranspirasi, yang dibedakan dalam kategori yaitu5

1 !etode nera"a air

2 !etode imbagan energy

. !etode transfer massa

: 8ombinasi metode transfer energy dan panas (metode penman)

3 !etode prediksi

!etode untuk tanaman spesifik

7/17/2019 BAB II


$alam analisa e4apotranspirasi kali ini dipilih metode 'enman, karena metode ini sering

kali dipakai untuk menghitung e4apotranspirasi potensial 'rosedur untuk perhitungan

e4apotranspirasi disini lebih komplikasi,dikarenakan rumus persamaannya berisi komponen

yang dibutuhkan untuk deri4asi data pengukuran yang berhubungan dengan iklim +amun

demikian apabila tidak ada data pengukuran, dapat dilakukan langkah perhitunagn dengan

menggunakan 4ariable-4ariabel yang ada &ebagai "ontoh, apabila suatu tempat tidak

tersedia pengukuran langsung net radiation (Dn), 4ariabelnya dapat dipenuhi dari data

pengukuran radiasi matahari, lama penyinaran matahari atau obser4asi aan, beramaan

dengan pengukuran humidity dan temperature udara 'erhitungan GTo berdasarkan rumus

'enman sebagai berikut5

GTo > "(Dn @ (1-)f(u) (ea-ad))

dengan5

GTo 5 e4apotranspirasi potensial (mmhari)

" 5 faktor penyesuaian 5 faktor temperature dan ketinggian

Dn 5 radiasi netto (mmhari)

f(u) 5 faktor ke"epatan angin

f(u) 5 0,2? (1@ 0,/: )

ea 5 tekanan uap udara (mbar)

ed 5 tekanan uap jenuh (mbar)

ed 5 ea DH

DH 5 kelembapan udara relati4e ()

Ds 5 radiasi gelombang pendek, dalam satuan e4aporasi eki4alen (mmhari)Ds 5 (0,23 @ 0,3: n+) Da

Da 5 radiasi gelombang pendek yang memenuhi batasan luar atmosfir atau angka

angot (mmhari)

Dn1 5 radiasi bersih gelombang panjang (mmhari)

Dn1 5 f(t)f(ed)f(n+) (2-.1)

f(t) 5 fungsi suhu

f(t) 5 <Ta:

f(ed) 5 fungsi tekanan uap

f(ed) 5 0,.: I(0,0::ed0,3)

f(n+) 5 fungsi ke"erahanf(n+) 5 0,1 @ (0,,n+)

7/17/2019 BAB II


Groundwater Storage

Surface Storage

Rainfall

Evapotranspirasi

Inltrasi

Surface Run O

Total Run O

Groundwater Run O

2. /odel /O0+

!etode !o"k dikembangkan oleh $r = !o"k (1?.) untuk menghitung aliran sungai

dengan menggunakan data "urah hujan , e4aportanspirasi petonsial, dan karakteristik

hidrologi $%& untuk memprediksi besar debit sungai endan inter4al aktu bulanan $alam

aplikasinya hasil perhitungan simulasi hujan aliran sungai model = !o"k, perlu dilakukan

kalibrasi dengan data pengamatan debit jangka pendek minimal 1 tahun untuk mengetahui

ketetapan nilai parameter sebagai input pada model &e"ara keseluruhan perhitungan debit

dengan metode !o"k ini menga"u pada 2ater $alance, dimana kondisi-kondisi yang

menjadi syarat batas harus dipenuhi &e"ara garis besar model rainfall-runoff bias dilihat

pada *ambar 2: berikut ini

Ga!ar 2.( Bagan Aliran /odel Rainall Runo /ok

2.. 1 Struktur dan Paraeter /odel /O0+

&e"ara garis besar struktur model !o"k dijelaskan dengan bagan alir sebagai berikut 5

7/17/2019 BAB II


PerhitunganBase Flow !irect Run O dan Stor"

PerhitunganEvapotranspirasi Potensial

PerhitunganEvapotranspirasi #$tual

Perhitungan%ater Surplus

Ga!ar 2., Bagan Prediksi De!it /ok

&edangkan proses perhitungan yang dilakukan dalam metoda !o"k sebagai berikut 5

&e"ara keseluruhan perhitungan debit dengan metoda !o"k ini menga"u pada 2ater

$alance, dimana kondisi-kondisi yang menjadi syarat batas harus dipenuhi Bagian

berikut ini akan lebih menjelaskan hal-hal yang disebutkan diatas

Ga!ar 2. Bagan Per"itungan De!it /etode /ok

7/17/2019 BAB II


2..1.1 3ater Balane

$alam siklus hidrologi, hubungan antara aliran ke dalam (inflo2) dan aliran keluar

(outflo2) di suatu daerah untuk suatu perioda tertentu disebut nera"a air atau

keseimbangan air (2ater $alance) Jolume air total yang ada di bumi adalah tetap,

hanya sirkulasi dan distribusinya yang ber4ariasi ater $alance merupakan siklus

tertutup yang terjadi selama satu tahun, dimana tidak terjadi perubahan ground2ater

storage atau ∆*& > 0 %rtinya aal penentuan ground2ater storage adalah berdasarkan

bulan terakhir dalam tinjauan 1 tahun Beberapa hal yang dijadikan a"uan dalam

prediksi debit dengan metoda !o"k sehubungan dengan 2ater $alance adalah5

a $alam satu tahun, perubahan ground2ater storage (∆*&) harus sama

dengan nol

b umlah total e4apotranspirasi dan total run off selama satu tahun harus sama

dengan total presipitasi yang terjadi dalam tahun itu

2..1.2 Data +liatologi

$ata meteorologi yang dimaksud disini adalah data presipitasi, temperatur, penyinaran

matahari, kelembaban relatif dan data ke"epatan angin &e"ara umum data-data ini

digunakan untuk menghitung e4apotransprasi

2..1.% E-a#otrans#irasi

G4apotranspirasi merupakan faktor penting dalam memprediksi debit dari data "urah

hujan dan klimatologi dengan !etoda !o"k %lasanya adalah karena e4apotranspirasi

ini memberikan nilai yang besar untuk terjadinya debit dari suatu daerah pengaliran

sungai G4apotranspirasi diartikan sebagai kehilangan air dari lahan dan permukaan air

dari suatu daerah pengaliran sungai akibat kombinasi proses e4aporasi dan transpirasi

2..1.( E-a#otrans#irasi Potensial

7/17/2019 BAB II


G4apontranspirasi potensial adalah proses e4aporasi yang terjadi pada suatu permukaan

penguapan yang berada dalam kondisi ke"ukupan air, e4aporasi potensial sering disebut

juga sebagai kemampuan maksimal dari suatu permukaan dalam penguapan air

G4apotranspirasi juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi e4apotranspirasi

potensial adalah tersedianya air yang "ukup banyak ika jumlah air selalu tersedia

se"ara berlebihan dari yang diperlukan oleh tanaman selama proses transpirasi, maka

jumlah air yang ditranspirasikan akan relatif lebih besar dibandingkan apabila

tersedianya air di baah keperluan

2..1., E-a#otrans#irasi Aktual

ika dalam e4apotranspirasi potensial air yang tersedia lebih dari yang diperlukan oleh

tanaman selama proses transpirasi, maka dalam e4apotranspirasi aktual ini jumlah air

tidak berlebihan atau terbatas adi e4apotranspirasi aktual adalah e4apotranspirasi yang

terjadi pada kondisi air yang tersedia terbatas G4apotranspirasi aktual dipengaruhi oleh

proporsi permukaan luar yang tidak tertutupi tumbuhan hijau (exposed surface) pada

musim kemarau Besarnya exposed surface (m) untuk tiap daerah berbeda-beda =

!o"k mengklasifikasikan menjadi tiga daerah dengan masing-masing nilai eposed

surfa"e

Ta!el 2.( Nilai E4#osed Surae

& !aerah

' hutan primer, sekunder

(' ) *' + untu$ daerah tererosi

,' ) -' + untu$ daerah ladang pertanian

2..1. 3ater Sur#lus

ater surplus merupakan bagian yang penting untuk memprediksi debit sungai, karena

ater surplus ini berpengaruh langsung pada infiltrasi atau perkolasi dan total run off

yang merupakan komponen debit ater surplus didefinisikan sebagai air hujan

(presipitasi) yang telah mengalami e4apotranspirasi dan mengisi tampungan tanah (soil

storage, disingkat &&) ntuk persamaan 24ter surplus adalah sebagai berikut5

7/17/2019 BAB II


& > (' I Ga) @&&

$alam metode !o"k, tampungan kelembaban tanah dihitung sebagai berikut5

&!& > #&!& @ (' I Ga)

dimana5

#&!& > initial soil moisture storge (tampungan kelembaban tanah aal), merupakan

soil moisture capacit% (&!9) bulan sebelumnya

%da dua keadaan untuk menentukan &!9, yaitu5

1 &!9 > 200mmbulan, jika ' I Ga K 0

2 &!9 > &!9 bilan sebelumnya @ (' I Ga), jika ' IGa L 0

2..1.5 Li#asan Total

%ir hujan yang telah mengalami e4apotranspirasi dan disimpan dalam tanah lembab

selanjutnya akan melimpas di permukaan (surface run off) dan mengalami infiltrasi dan

perkolasi Besarnya infiltrasi adalah 2ater surplus (&) dikalikan dengan koefisien

#nfiltrasi (if) 8oefisien infiltrasi ditentukan oleh kondisi porositas dan kemiringan

daerah pengaliran 6ahan yang bersifat poros umumnya memiliki koefisien yang

"enderung besar +amun jika kemiringan tanahnya terjal dimana air tidak sempat

mengalami infiltrasi dan perkolasi ke dalam tanah, maka koefisien #nfiltrasinya bernilai

ke"il

7/17/2019 BAB II


Ga!ar 2.5 Per$alanan Air Hu$an Sa#ai De!it /enurut /ok

!enurut !o"k, besarnya ground2ater storage (*&) dipengaruhi oleh5

1 #nfiltrasi (i), semakin besar #nfiltrasi maka groundater storage semakin besar

pula Begitupun sebaliknya

2 8onstanta resesi aliran bulanan

8onstanta resesi aliran bulanan (monthl% flo2 recession constan) disimbolkan dengan 8

adalah proporsi dari air tanah bulan lalu yang masih ada bulan sekarang +ilai 8 ini

"enderung lebih besar pada bulan basah +ilai ini diasumsikan sebagai konstanta aal,

dengan anggapan baha ater balan"e merupakan siklus tertutup yang ditinjau selama

1 tahun $engan demikian maka nilai asumsi aal ini harus dibuat sama dengan nilai

akhir tahun

2.5.1 +ali!rasi /odel /O0+

8alibrasi model !o"k dilakukan untuk menentukan parameter-parameter !o"k yang

representatif untuk lokasi kasus 8alibrasi dilakukan sedemikian rupa, sehingga debit

hasil perhitungan dengan metoda !o"k sama atau mendekati debit hasil pengukuran di

lapangan 8alibrasi dilakukan berturut-turut tiap tahun pengamatan, sampai sejumlah

7/17/2019 BAB II


tahun pengamatan $alam kalibrasi ini, batasan-batasan 2ater $alance harus benar-

benar diperhatikan Batasan-batasan ini meliputi5

• ' I (Ga @ TD7) > 0,

dimana 5

' > 'resipitasi,

Ga > G4apotranspirasi aktual,

TD7 > Total run off

%rtinya, dalam satu tahun jumlah presipitasi harus sama dengan jumlah e4apotranspirasi

aktual ditambah total run off

• *& > 0,

maksudnya adalah perubahan ground2ater storage selama satu tahun harus sama

dengan nol

• #nfiltrasi (i) > base flo (B=),

8arena ater balan"e merupakan siklus tertutup yang terjadi selama satu tahun, maka

jumlah #nfiltrasi harus sama dengan jumlah $ase flo2 dalam tahun itu

'enentuan parameter-parameter !o"k dengan kalibrasi ini tidak dilakukan begitu saja,

tapi ada aturanya Beberapa parameter !o"k dikalibrasi dengan menyesuaikan keadaan

bulan, apakah bulan basah atau bulan kering

&e"ara umum, parameter-parameter yang akan dijelaskan ini mempengaruhi besarnya

e4apotranspirasi, #nfiltrasi, ground2ater storage dan storm run off ntuk tiap bulan,

sebagian besar parameter-parameter ini berbeda-beda 'arameter-parameter ini adalah5

• 8oefisien refleksi (r), yaitu perbandingan antara jumlah radiasi matahari yang

dipantulkan oleh suatu permukaan dengan jumlah radiasi yang terjadi, yang

dinyatakan dalam persen 8oefisien refleksi ini berbeda-beda untuk tiap

permukaan bumi !enurut !o"k, rata-rata permukaan bumi mempunyai harga

7/17/2019 BAB II


koefisien refleksi sebesar :0 !o"k telah mengklasifikasikan tiap permukaan

bumi dengan nilai koefisien refleksinya masing-masing

• 5xposed surface (m), yaitu asumsi proporsi permukaan luar yang tidak tertutupi

tumbuhan hijau pada musim kering dan dinyatakan dalam persen Besarnya

harga m ini, tergantung daerah yang diamati !o"k mengklasifikasikan menjadi

tiga bagian daerah, yaitu hutan primer atau sekunder, daerah tererosi dan daerah

ladang pertanian Besarnya harga eposed surfa"e ini berkisar antara 0 sampai

30 dan sama untuk tiap bulan

• 8oefisien #nfiltrasi (if), adalah koefisien yang didasarkan pada kondisi porositas

tanah dan kemiringan daerah pengaliran 8oefisien #nfiltrasi mempunyai nilai

yang besar jika tanah bersifat porous, sifat bulan kering dan kemiringan lahanya

tidak terjal 8arena dipengaruhi sifat bulan maka if ini bisa berbeda-beda $alam

kalibrasi ini, harga koefisien #nfiltrasi maksimum yang dipakai adalah 1,00 dan

harga minimumnya adalah 0,01 Harga minimum bisa di"apai karena kondisi

lahan yang terjal dan air tidak sempat mengalami infiltrasi

•

8onstanta resesi aliran (8), yaitu proporsi dari air tanah bulan lalu yang masihada bulan sekarang $engan kata lain air tanah (groundater) tidak mengalir

menuju stream flo 'ada bulan hujan +ilai 8 "enderung lebih besar, ini berarti

tiap bulan nilai 8 ini berbeda-beda $alam kalibrasi ini, harga koefisien resesi

aliran maksimum adalah 1,00 dan harga minimumnya adalah 0,01 Harga 8

suatu bulan relatif lebih besar jika bulan sebelumnya merupakan bulan basah

Percentage factor ('=), merupakan persentase hujan yang menjadi limpasan $igunakan

dalam perhitungan storm run off pada total run off &torm run off hanya dimasukkankedalam total run off, bila ' L 200 mmbulan Besarnya '= oleh !o"k disarankan

berkisar 3 - 10, namun tidak menutup kemungkinan untuk meningkat se"ara tidak

beraturan sampai harga .?,.

7/17/2019 BAB II


Documents

BAB II